高层建筑整体抗倾覆的验算

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1、高层建筑整体抗倾覆的验算高层和超高层建筑高宽比较大，在风荷载和地震荷载作用下，结构整体抗倾覆直接关系到结构安全，所以，高层和超高层建筑的抗倾覆验算至关重要。一、 规范要求：高规第条要求，高宽比大于4的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区；高宽比不大于4的高层建筑，零应力区面积不应超过基础底面面积的15。二、 结构整体抗倾覆验算方法：图1和图2中符号的含义：M0F-倾覆力矩标准值；H-地面以上建筑高度，即房屋结构高度；h-地下室埋深；F0-总水平力标准值；MW-抗倾覆力矩标准值；W-上部结构及地下室基础总重力荷载代表值；B-地下室基础底面宽度；倾覆力矩M0F是指水平力对基础底面产生的力矩，M0F=

2、 F0(2H/3+h)；抗倾覆力矩MW是指竖向力对基础边缘产生的力矩；假定竖向力合力中心与基础底面形心重合，因此MW=WB/2；设X为地基反力的分布宽度，则零应力区长度为B-X，如图2所示；偏心距E0=B/2-X/3；同时，E0= M0V/G；因此，B/2-X/3= M0F/W，从而得到：X=3B/2-3 M0F/W；零应力区与基础底面积之比为：(B-X)/B=(B-3B/2+3 M0F/W)/B=1-3/2+3 M0F/WB=3 M0F/WB-1/2;由MW=WB/2可得， WB=2 MW；代入上式并整理可得：(B-X)/B= =3 M0F/2 MW -1/2=（3 M0F/ MW -1）/

3、2；令k代表抗倾覆安全系数，k= MW/ M0W；则零应力区与基础底面面积之比为：(B-X)/B=(3-k)/2k；由此式可以求得抗倾覆安全度与零应力区面积比的对应关系，如下表。抗倾覆安全系数与基底零应力区面积比的对应关系高宽比规范零应力区面积比抗倾覆安全系数K4基底可以出现受拉区15%2.3084基底不应出现受拉区03从上表可以看出，对于高宽比4的高层建筑，抗倾覆安全系数3时，基底不出现零应力区；高宽比不大于4的高层建筑，抗倾覆安全系数2.308时，零应力区面积比就不会超过15%；如果抗倾覆安全系数不满足要求，则可将弯矩作用方向的基础宽度加宽，直到满足为止；需要说明的是：（1） 在上述计算中，假定地下室及上部结构是完全刚性的，地基反力是直线分布的；所以，对于整体刚度较弱的的高层建筑，或者风和地震较强的地区，及地基刚度较弱时，抗倾覆安全度尚宜适当加大。（2） 抗倾覆力矩是相对于基础边线计算的，该力矩不代表真实的抗倾覆能力，而是仅用于计算的虚拟值；（3） 上述计算中未考虑地下室周围土体约束的有利作用。